服装舒适性2资料精
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二、体热平衡的调节
体热平衡的调节是产热与散热之间的协 调过程,从实质上讲,这是由温度感受器、 中枢神经和体温调节效应器官来实施的。
温度感受结果刺激神经或激素,使人体 产生反应。
人体调节体热平衡的手段有两个,分别 是生理调节和行为调节。
(一)生理调节是指通过自律神经或激素 进行的体温调节:
The energy balance between human body and environment
The human body, considered as a thermal dynamic system, produces mechanical work and low temperature heat, using food and oxygen as input. F.M. Butera (1998) states that the human thermoregulation system requires, in healthy conditions, to maintain a constant internal temperature around 37±0.5 centidegree, otherwise the functionality of important organs like liver, spleen, etc, may be severely damaged.
Body temperature above 40°C maintained for many hours lead to a breakdown of the thermoregulatory system.
Body temperature below 36°C for a duration lead to a weakness of muscular.
体表面积
目前国际上最常用的是DuBois公式[2]:
A = 0.202 ×Wb0.425 ×H b0.725
式中:A——人体体表面积, m2;
Hb——人体身高, m; Wb——人体体重,kg。
该公式适用于欧美人的体表面积计算,中国人的体表面积 可由下式计算[29,30]:
(男性)ห้องสมุดไป่ตู้A = 0.00607 ×Hb +0.0127 ×Wb −0.0698
服装舒适性(二)
天津工业大学 钱晓明教授
人体热调节系统
人体是一个复杂恒温系统,新陈代谢和体温的相对稳定是 维持人体正常生命活动的基本保证,人体产热和体温调节 是研究服装热舒适的生理学基础。只有了解和认识了人体 的热调节机制,才能科学地研究和评价服装的热舒适性。
新陈代谢是一切生物体所共有的基本生理特性,也是人体 生命活动的基础。新陈代谢是指生物体与外界环境之间进 行物质交换,并且在体内进行物质转化的过程[1]。它包括 两个方面:一方面是机体不断从外界环境中摄取营养物质 ,合成机体自身成分,并储存能量,称为同化作用;另一 方面是机体分解自身成分,释放其中的能量,供机体生命 活动需要,最后将代谢产物排出体外,称为异化作用。
RQ =VCO2 VO2
EE——氧热价,Wh/L;
RQ——呼吸商;
VCO2——标准状态下的二氧化碳排出量,L /h; VO2——标准状态下的耗氧率,L/h; A——人体体表面积,m2。
呼吸商取决于人的活动水平、进食以及所处的环境条件。在一般情况 下,人进食混合食物时,呼吸商大约为0.85,因此,氧热价可取 5.68Wh/L。
(女性) A = 0.00586 ×Hb +0.0126 ×Wb −0.0461
式中:Hb——人体身高, cm。
人体体温
虽然一年四季有气候的变化,但人必须维持体温恒定才 能生存。维持人体体温恒定主要依靠调节向环境散热的速 度或散热量,最基本的途径有两条,第一是依靠人自身的 体温调节能力,第二是增减衣服。前者称为人的热生理调 节,后者属于人的行为调节,两者缺一不可[10]。
人体各个部分的温度并不相同。人体内部的温度,称为体 核温度或核心温度。人体与外界环境直接进行热交换的部 位主要是体表,体表温度通常称为皮肤温度。在一般情况 下核心温度总是高于皮肤温度,并维持相对稳定。皮肤温 度可随着人体的活动水平,环境气候和着装情况的不同而 发生变化[13]。这种变化是为了维持体内温度相对稳定,是 一种很重要的体温调节功能。
人体向周围环境的放热属于物理性体温调节,通过传导、 对流、辐射和蒸发这四种方式进行。其中,蒸发是通过皮 肤和呼吸器官的水分蒸发进行的放热,故称湿性散热(潜 热),传导、对流和辐射称干性散热(干热)。
一个健康的成年人在气温21°C,相对湿度50%和风速0.1 m/s的室内,静坐且保持舒适状态时,新陈代谢率为58.15 W/m2 [2]。此时人体散热中对流占38%(其中呼吸对流为 1.7%),辐射占37%,蒸发占25%(其中皮肤占17%, 呼吸占8%)[15]。
当外界温度较高时,皮肤内的大多数 血管扩张,血流量增加,皮肤温度升 高,因而由皮肤直接散发的热量增多 。与此同时,汗液分泌增多,通过汗 液的蒸发,又从体表带走一些热量。
当外界温度较低时,寒冷时颤栗、汗 毛竖起、皮肤内的大多数血管收缩, 血流量减少,皮肤温度降低,由皮肤 直接散发的热量减少。与此同时,汗 液分泌减少,从而使人体散热减少。 这样,可保持人的体温正常。
自律性体温调节是一种高进化机能, 但它的能力范围却很有限,常常需要 行为调节的帮助。
(二)行为调节
是指自律性神经调节力不能及时 调节时,人所采用的辅助手段。
行为调节包括伸展或卷缩身体、 洞穴、树荫、水池、建筑物、风扇、 空调和服装等很多种形式。
服装是行为调节中最重要的方式 之一。
一个健康的成年人静坐时保持舒适状态时的新陈代谢率为 58.15 W/m2 [2]。
人体从事某项活动时的新陈代谢率可以通过测量人体的耗氧率得到, 然后由氧热价换算成新陈代谢率[5]:
M
= EE
×VO2
×1 A
EE = (0.23 ×RQ +0.77) ×5.88
式中:M——新陈代谢率,W/m2;